Влияние гормона регулируемой железы на секрецию гормона регулирующей железы называется обратной связью. Если это влияние стимулирующее, связь положительная, а если подавляющее - отрицательная.

Негативная обратная связь направлена на минимизацию отклонения уровня гормона в крови от некоторого среднего значения, которое обычно возникает при внешнем воздействии на систему регуляции. Например, в ответ на стресс повышается уровень АКТГ в крови и, соответственно, кортизола. Повышение уровня кортизола в крови подавляет секрецию АКТГ гипофизом, а это, в свою очередь, ведет к снижению кортизола в крови до уровня, который был перед стрессом.

Почти все системы гормональной регуляции поддерживают гомеостаз гормонов путем отрицательной обратной связи. С физиологической точки зрения это очень целесообразный механизм, исключающий беспредельную стимуляцию секреции гормона регулируемой железы.

Положительная обратная связь усиливает любую первичную стимуляцию регулируемой железы. Это так называемый феномен самовозбуждения системы, и встречается он редко. Важным примером такой связи может служить повышение в крови уровня эстрадиола в середине менструального цикла.

Если высокий уровень эстрадиола поддерживается более чем 35 ч, активируется положительная обратная связь между яичниками и гипофизом, и в результате стимулируется секреция лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов гипофиза, что, в свою очередь, приводит к дополнительной стимуляции секреции эстрадиола яичниками и т.д. В противоположность этому более низкий уровень эстрадиола, наблюдаемый в другие моменты менструального цикла, активирует отрицательную обратную связь между яичниками и гипофизом.

Обратную связь также подразделяют на длинную (например, между надпочечниками и гипофизом), короткую (например, между гипофизом и гипоталамусом), а также авторегулирующую (секретируемый гормон влияет на выработку гормона клеткой, которая его же и производит).